Розробка систем отримання води з атмосферного повітря з використанням традиційних та відновлювальних джерел енергії в Одеській області

Анотація

У статті представлено результати розробки та комплексного техніко-економічного обґрунтування автономної системи отримання води з атмосферного повітря для умов Одеського регіону. Для аналізу використано усереднені багаторічні метеорологічні дані для Одеси. Характерною особливістю регіону є висока відносна вологість у ранкові та вечірні години, що зумовлено морськими бризами. Актуальність дослідження зумовлена дефіцитом якісної прісної води у південних областях України та необхідністю впровадження енергоефективних рішень на основі відновлювальних джерел енергії. Наукова новизна роботи полягає в оптимізації термодинамічного циклу водоаміачної холодильної машини шляхом інтеграції інверторного компресора, що забезпечує динамічну адаптацію холодопродуктивності до змінної інтенсивності сонячної інсоляції та вологості навколишнього середовища. В роботі детально обґрунтовано раціональний 16-годинний графік експлуатації установки (з 06:00 до 22:00), який дозволяє синхронізувати піки сонячної генерації з періодами максимальної відносної вологості повітря, мінімізуючи при цьому витрати на систему акумулювання енергії. На основі розрахунків енергетичного балансу встановлено, що для забезпечення автономної роботи системи продуктивністю 100 л/добу необхідна фотоелектрична станція потужністю 10 кВт та акумуляторний блок ємністю 15 кВт·год. Економічний аналіз, проведений на основі показників CAPEX та OPEX, продемонстрував, що використання інверторних технологій підвищує загальний ККД системи на 15-20 % порівняно з традиційними рішеннями. Встановлено, що собівартість отриманої води складає 2,70 грн/л, що робить проєкт конкурентоспроможним порівняно з існуючими методами водопостачання, забезпечуючи термін окупності в межах 4,8 років